PL237543B1 - Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 jako inhibitora nitryfikacji - Google Patents

Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 jako inhibitora nitryfikacji Download PDF

Info

Publication number
PL237543B1
PL237543B1 PL431466A PL43146619A PL237543B1 PL 237543 B1 PL237543 B1 PL 237543B1 PL 431466 A PL431466 A PL 431466A PL 43146619 A PL43146619 A PL 43146619A PL 237543 B1 PL237543 B1 PL 237543B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
soil
fertilizer
compound
nitrogen
use according
Prior art date
Application number
PL431466A
Other languages
English (en)
Other versions
PL431466A1 (pl
Inventor
Sylwester Smoleń
Iwona Kowalska
Paweł Kaszycki
Paulina Supel
Jolanta JAŚKOWSKA
Jolanta Jaśkowska
Original Assignee
Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki
Univ Rolniczy Im Hugona Kollataja W Krakowie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki, Univ Rolniczy Im Hugona Kollataja W Krakowie filed Critical Politechnika Krakowska Im Tadeusza Kosciuszki
Priority to PL431466A priority Critical patent/PL237543B1/pl
Publication of PL431466A1 publication Critical patent/PL431466A1/pl
Publication of PL237543B1 publication Critical patent/PL237543B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Wynalazek dotyczy zastosowania długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 czyli 2-[6-[4-(2,3-dichlorofenylo)piperazyn-1-ylo]heksoksy]benzamidu jako inhibitora nitryfikacji do bezpośredniej aplikacji do gleby lub jako składnika nawozu. Zastosowanie charakteryzuje się tym, że związek JJ-AR-2 aplikuje się bezpośredno do gleby w stanie płynnym w ilości od 0,001 do 1000 mmoli na 1 kg gleby.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie pochodnej arylopiperazyn/piperydyn JJ-AR-2 czyli 2-[6-[4-(2,3-dichlorofenylo)piperazyn-1-ylo]heksoksy]benzamidu jako inhibitora nitryfikacji.
Azot jest podstawowym makroskładnikiem pokarmowym roślin. W glebie występuje w formie organicznej, mineralnej i gazowej, a jego mikrobiologiczne i chemiczne przemiany w glebie są częścią obiegu azotu w środowisku naturalnym.
Podstawową formą azotu w glebach jest forma organiczna, czyli azot zawarty w glebowej materii organicznej. Źródłem azotu w glebie jest symbiotyczne i niesymbiotyczne wiązanie azotu atmosferycznego, tlenki azotu rozpuszczające się w wodzie opadowej, resztki pożniwne / szczątki roślin, martwe mikroorganizmy oraz makro- i mezofauna glebowa, a także stosowane przez człowieka nawożenie organiczne, naturalne i mineralne.
W glebie gazowy azot cząsteczkowy (N2) jest wiązany przez dwie grupy mikroorganizmów. Jedną z nich są mikroorganizmy wolno żyjące (niesymbiotyczne), spośród których można podać przykłady bakterii należących do rodzajów Azotobacter oraz Clostridium. Drugą grupą mikroorganizmów prowadzących proces wiązania azotu są bakterie żyjące w symbiozie z korzeniami gatunków roślin należących do rodziny Fabaceae (Laegreid i inni 1999, Gorlach i Mazur 2002). Bakterie te wykazują zdolność wiązania N2 atmosferycznego, a zatem rośliny mogą pośrednio korzystać z tej formy azotu. Dla innych gatunków roślin gazowy N2 jest niedostępną formą azotu.
W naturalny sposób azot mineralny pojawia się w glebie w wyniku rozpuszczenia w wodzie opadowej tlenków azotu. Po szeregu reakcji chemicznych tlenki azotu przekształcane zostają w jony azotanowe (NO3-) oraz azotynowe (NO2-) i w tej formie występują w glebie. W środowisku glebowym obecne są również jony amonowe (NH4+). Źródłem tych jonów jest między innymi nawożenie wykonane przez człowieka. Jony NH4+ pojawiają się w glebie w naturalny sposób w wyniku mineralizacji glebowej substancji organicznej (Laegreid i inni 1999). To właśnie proces mineralizacji glebowej materii organicznej jest głównym przychodem jonów amonowych w glebie.
Mineralizacja określana jest jako mikrobiologiczny proces utleniania azotu. Zachodzi ona etapowo. Rozpoczyna się od hydrolizy białek, prowadząc do powstania wolnych aminokwasów. Związki te pod wpływem procesu amonifikacji są przekształcane do amoniaku (NH3), a ten w dalszej kolejności do kationów amonowych (NH4+). Kationy te mogą również powstawać w glebie w wyniku hydrolizy mocznika.
Jony amonowe mogą być pobierane przez rośliny lub mikrobiotę glebową, co jest przejawem zjawiska sorpcji biologicznej. Jon amonowy może być także sorbowany przez glebowy kompleks sorpcyjny, jednak siła jego wiązania jest bardzo słaba. Zdecydowanie większa część jonów amonowych jest w środowisku glebowym transformowana w procesie nitryfikacji do anionu NO3-, przebiegającej w dwóch etapach. W I etapie nitryfikacji zachodzi proces utlenienia jonu amonowego do azotanowego (azotanu (III)) według schematycznej reakcji [NH+ >NO2 ] i prowadzony jest przez pospolicie występujące w glebach różnych stref klimatycznych bakterie Nitrosomonas sp. Utlenienie jonów amonowych katalizują dwa enzymy: AMO - (ang.) ammonia monooxygenase (monooksygenaza amonowa) oraz HAO - (ang.) hydroxylamine oxidoreductase (oksydoreduktaza hydroksyloaminy), które są syntetyzowane przez te bakterie. Natomiast w II etapie nitryfikacji dokonywany jest proces utlenienia azotynów / azotanów (III) do azotanów / azotanów(V) w myśl reakcji (NO2->NO3-). Proces ten prowadzą bakterie Nitrobacter sp.
Dalsze losy jonu NO3- w środowisku glebowym - straty azotu z gleby - obciążanie środowiska naturalnego. Jon azotanowy może być pobrany przez korzenie roślin oraz mikroorganizmy glebowe. Anion NO3- nie podlega w glebie procesowi wiązania przez kompleks sorpcyjny. Dlatego bardzo łatwo ulega on wymyciu z gleby pod wpływem wód opadowych. Azotany są wymywane do wód gruntowych, a w dalszej kolejności do powierzchniowych cieków wodnych, tj. strumieni oraz rzek. Ostatecznie, jony NO3- trafiają do powierzchniowych lądowych zbiorników wodnych (stawów i jezior) oraz mórz i oceanów powodując zjawisko eutrofizacji (Laegreid i inni 1999, Gorlach i Mazur 2002).
Część jonów azotanowych, które nie zostały pobrane przez korzenie roślin, jak również nie uległy wymyciu może podlegać procesowi denitryfikacji całkowitej lub częściowej, przy czym denitryfikacja całkowita zachodzi z większą intensywnością niż denitryfikacja częściowa. Proces denitryfikacji całkowitej (właściwej) zachodzi w warunkach beztlenowych. Prowadzą go powszechnie występujące w glebie bakterie z rodzaju Achromobacter i Pseudomonas (Focht 1978). Denitryfikacja całkowita polega na przekształcaniu jonu NO3- do azotu cząsteczkowego N2, który ulatnia się do atmosfery - jest to zatem proces prowadzący do strat azotu z gleby. Z kolei, w procesie denitryfikacji częściowej jon NO3- redukowany
PL 237 543 B1 jest do NO2-, a następnie do NH4+ (Gorlach i Mazur 2002). Jednakże, udział denitryfikacji częściowej w denitryfikacji całkowitej jest mało znaczący.
Należy podkreślić, że nitryfikacja oraz denitryfikacja są złożonymi procesami mikrobiologicznymi, które prowadzą również do powstawania tlenków azotu na różnym stopniu utlenienia (np. NO, N2O). Powodują one zanieczyszczenia atmosfery i przyczyniają się do efektu cieplarnianego (Firestone i Davidson 1989, Sapek 2008, Marcinkowski 2010, Heil i in. 2016).
Procesy obiegu azotu w glebie, zaczynające się od procesu nitryfikacji, prowadzą do strat azotu z gleby. Są one dużym negatywnym obciążeniem dla środowiska glebowego, jak również powodują straty ekonomiczne dla rolników ze względu na słabe wykorzystanie nawozów azotowych, zawierających zredukowane formy azotu (N-NH2 i N-NH4). Dlatego od wielu lat poszukiwane są sposoby spowolnienia - ograniczenia tempa przebiegu procesu nitryfikacji. Efekt taki możliwy jest do uzyskania przez stosowanie w produkcji nawozów zawierających inhibitory nitryfikacji lub opryskiwanie gleb za pomocą naturalnych i syntetycznych inhibitorów nitryfikacji.
Znane dotychczas inhibitory nitryfikacji wpływają na zaburzenie działania enzymów AMO i HAO, a tym samym osłabiają przebieg tego procesu.
Znane są syntetyczne i naturalne inhibitory nitryfikacji, z czego liczba związków syntetycznych jest zacznie większa niż naturalnych.
Stosowanymi dotychczas syntetycznymi inhibitorami nitryfikacji, objętymi także ochroną patentową są: DCD [dicyjanodiamid; CNNH2], DMPP [dimetylopyrazolofosfat, syn. Fosforandimetylopyrazol], Nitrapina [N-Serve; 2-chloro-6(trichlorometylo)pirydyna], AM [2-amino-4-chloro-6-metylopirydyna], ECC [encapsulated calcium carbide - obudowany węglik wapnia] oraz DMPSA - „najnowszy” z tej grupy związków: kwas 2-(3,4-dimetylopirazol-1-ylo)bursztynowy [2-(3,4-dimethyl-pyrazol-1-yl)-bursztynowy].
W literaturze wymienia się kolejne związki wykazujące działanie jako inhibitory nitryfikacji: 1H-1,2,4-triazole, 1,2,4-triazolo[1,5-a]-pirymidyno-2-sulfonamidy [1,2,4-triazolo[1,5-a]-pyrimidine-2-sulfonamides] i jego substytuty (objęty zgłoszeniem patentowym US4740233A), 1-hydroksypyrazol i jego pochodne, metylokarbaminian 2,3-dihydro-2,2-dimetylo-7-benzofuranolu [2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranol methyl carbamate] - nazwa zwyczajowa Furadan lub Carbofuran, 2,4,6-trichloroanilina [2,4,6-trichloroaniline], 2,4-diamino-6-trichlorometylo-5-triazyna [2,4-diamino-6-trichloromethyl-5-triazine], 2-amino-4-chloro-6-metylo-pirymidyna [2-amino-4-chloro-6-methyl-pyrimidine, (AM)], 2-merkapto-benzotiazol [2-mercapto-benzothiazole, (MBT)], 2-metylopirazolo-1-karboksyamid [2-methyl pyrazole-1-carboxamide], 2-sulfaniloamidotiazol [2-sulfanilamidothiazole, (ST)], 3,4-dimetylopirazol [3,4-dimethylpyrazole, (DMP)], 3-merkapto-1,2,4-triazol [3-mercapto-1,2,4-triazole], 3-metylopirazol [3-methylpyrazole, (3-MP)], 4-amino-1,2,4-triazol [4-amino-1,2,4-triazole], 5-etoksy-3-trichlorometylo-1,2,4-tiadiazol [5-ethoxy-3-trichloromethyl-1,2,4-thiadiazol (Dwell, Terrazole)], tiosiarczan amonu [ammonium thiosulfate, (ATS)], wodorosiarczek węgla [carbon bisulfide], ester metylowy N-(2,6-dimetylofenylo)-N-(metoksyacetylo)-alaniny [N-(2,6-dimethylphenyl)-N-(methoxyacetyl)-alanine methyl ester], kwas N-2,5-dichlorofenylobursztynowy [N-2,5-dichlorophenyl succinamicacid], pentachlorofenol [pentachlorophenol], azydek potasu [potassium azide], azydek sodu [sodium azide], tritiowęglan sodu [sodium trithiocarbonate], tiomocznik [thiourea, (TU)], etylenobis-ditiokarbaminian cynku [zinc ethylene-bisdithiocarbamate].
Do naturalnych inhibitorów nitryfikacji należy zakwalifikować, np. olejek z Mentha spicata, ekstrakt alkoholowy z Azadirachta indica Juss., ekstrakt wodny z Chenopodium album L. czy też wielonienasycone kwasy tłuszczowe (kwas linolowy i kwas linolenowy) występujące w olejach roślinnych, a także wiele innych związków.
Wykorzystanie między innymi olejku z mięty jako inhibitora nitryfikacji zostało opisane w dwóch udzielonych patentach: „Slow-release urea fertilizer composition and a process for the preparation of the said composition” US 6336949 B1 oraz „Formulation useful as a nitrification and urease inhibitor and a method of producing the same” US 6315807 B1.
Istnieją również rozwiązania hybrydowe polegające na wykorzystaniu równoczesnym inhibitorów nitryfikacji wraz z substancjami aktywnymi różnych agrochemikaliów, co równocześnie wykazuje działanie w zakresie inhibitorów nitryfikacji, jak i inhibitorów emisji do atmosfery tlenków azotu z gleby (Gewehr i in. 2015, U.S. Patent No. 8,956,996; Clark i in. 2018. U.S. Patent No. 9,878,960).
Istota wynalazku polega na zastosowaniu długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2, czyli 2-[6-[4-(2,3-dichlorofenylo)piperazyn-1-ylo]heksoksy]benzamidu jako inhibitora nitryfikacji do bezpośredniej aplikacji do gleby lub jako składnika nawozu.
PL 237 543 Β1
Korzystnie związek JJ-AR-2 aplikuje się bezpośrednio do gleby w stanie płynnym w ilości od 0,001 do 1000 mmoli na 1 kilogram gleby.
Korzystnie związek JJ-AR-2 aplikuje się bezpośrednio do gleby w ilości od 0,1 do 0,2 mmola na 1 kilogram gleby.
Korzystnie związek JJ-AR-2 miesza się z nawozem zawierającym wyłącznie zredukowane formy azotu, to jest formę amidowo-mocznikową (N-NH3) lub formę amonową (N-NH4), bądź przewagę jednej lub obu tych form azotu, bądź też równoważną ich zawartość w stosunku do formy utlenionej azotu.
Korzystnie związek JJ-AR-2 miesza się z nawozem w ilości od 0,01 do 1000 mmoli na 1 kilogram masy nawozu.
Korzystnie przed aplikacją do gleby lub zmieszaniem z nawozem związek JJ-AR-2 rozpuszcza się w roztworach kwasów mineralnych, zasad lub rozpuszczalnikach organicznych.
Korzystnie przed aplikacją do gleby lub zmieszaniem z nawozem związek JJ-AR-2 rozpuszcza się w DMSO.
Korzystnie przed aplikacją do gleby lub zmieszaniem z nawozem związek JJ-AR-2 rozpuszcza się w DMF.
Główną zaletą rozwiązania według wynalazku jest skuteczne hamowanie procesu nitryfikacji, które może być wzmocnione poprzez rozpuszczenie związku JJ-AR-2 w takich rozpuszczalnikach jak DMSO lub DMF. Należy podkreślić, iż związek JJ-AR-2 nie jest szkodliwy dla mikrobioty glebowej i nie ma negatywnego wpływu na rozwój mikroorganizmów glebowych, w tym bakterii Nitrosomonas europeaea. Związek JJ-AR-2 może być łączony z innymi pochodnymi arylopiperazyn/piperydyn takimi jak PK-AM-25 [1-(4-{[4-{pirymidyn-2-ylo)piperazyn-1-ylo]metylo}fenylo)metyloamina], JJ-AR-12 [4-[4-(1,2-benzoksazol-3-ylo)piperydyn-1-ylo]butylo-1-amina] lub JJ-AR-13 [5-[4-(2-metoksyfenylo)piperazyn-1-ylo]pentylo-1-amina].
Związek JJ-AR-2, czyli 2-[6-[4-(2,3-dichlorofenylo)piperazyn-1-ylo]heksoksy]benzamid o wzorze strukturalnym:
zaaplikowany bezpośrednio do gleby, skutecznie hamuje proces nitryfikacji nawet po upływie czterech tygodni od aplikacji, co wykazały badania porównawcze w odniesieniu do prób z glebą, do której zaaplikowano sam mocznik oraz do której zaaplikowano znany i powszechnie stosowany syntetyczny inhibitor nitryfikacji, jakim jest DCD (dicyjanodiamid).
W ocenie oddziaływania pochodnej arylopiperazyn/piperydyn obserwowano:
- hodowle monokultur pożytecznych bakterii glebowych: Rhizobium radiobacter oraz Bacillus subtilis,
- populację bakterii glebowych, pozyskanych z optymalnych podłoży uprawowych,
- wyspecjalizowany biopreparat ZB-01 zawierający drobnoustroje glebowe, w tym należące do gatunków Pseudomonas, Alcaligenes.
Związek w stężeniu 0,2 mmol dawkowano w ilości 100 μΙ na studzienkę. Próby wykonano w serii czterech niezależnych powtórzeń. Nie zaobserwowano kontaktowego zahamowania wzrostu drobnoustrojów w obecności testowanego inhibitora nitryfikacji, co świadczy o braku toksyczności badanego stężenia pochodnej arylopiperazyn/piperydyn na mikroorganizmy glebowe.
Przykład I
Związek JJ-AR-2 podano wiosną bezpośrednio do ciężkiej gleby w dawce 0,1 mmol na 1 kg gleby. Porównawczo do takiej samej gleby wprowadzono roztwór mocznika w dawce 2,5 mmola na 1 kg gleby oraz mocznika z dodatkiem DCD. W 7, 14, 21 i 28 dobie dokonano pomiarów zawartości mineralnych form azotu w formie amonowej (N-NH4) i azotanowej (N-NO3) w glebie.
Po 7 dniach od aplikacji pochodna JJ-AR-2 miała podobną skuteczność jak DCD w zakresie inhibowania nitryfikacji, o czym świadczy wyższa zawartość jonów amonowych w glebie z dodatkiem związku, w porównaniu do próbki kontrolnej. W kolejnych terminach analiz, to jest po 14, 21 i 28 dniach od aplikacji związek DCD nie wykazywał już działania jako inhibitor nitryfikacji. W porównaniu do próbki
PL 237 543 Β1 kontrolnej zawartość N-NH4 w glebie z dodatkiem DCD była w tych terminach taka sama, jak w próbce kontrolnej, a zawartość N-NO3 istotnie niższa niż w próbce kontrolnej, czyli, że w glebie z dodatkiem DCD, po tym jak przestał on działać jako inhibitor nitryfikacji, z większą intensywnością niż w próbce kontrolnej zachodziły procesy denitryfikacji lub biologicznej sorpcji N-NO3, co prowadziło do zubożenia gleby w azotanową formę azotu.
Obiekt (mocznik + inhibitor nitryfikacji) Dawka inhibitora nitryfikacji w mmol/1 kg gleby Zawartość azotu mineralnego w glebie
Po 7 dniach Po 14 dniach Po 21 dniach Po 28 dniach
mg N- NHłkg 1 gleby mg NNChkg ·’ gleby mg N- NH4-kg 1 gleby mg N- NO3kg1 gleby mg NNHi-kg ’ gleby mg N- NOskg-1 gleby mg NNH*kg ’ gleby mg N- NOakg1 gleby
Kontrola - sam mocznik 0 28,8 a 30,7 c 1,3 a 87,0 c 1,0a 112,0c 1,6 a 111,1 c
DCD 0,1 43,2 bc 10,0 b 1,2 a 25,2 a 1.0a 46,6 a 1,5a 8,6 a
JJ-AR-2 0,1 43,3 c 14,3 b 23,7 c 49,8 b 20,4 c 82,3 b 19,4 c 55,1 b
Takiego zjawiska nie obserwowano w glebie z dodatkiem związku JJ-AR-2, który w dalszym ciągu hamował proces nitryfikacji.
Przykład II
Związek JJ-AR-2 zaaplikowano jesienią bezpośrednio do gleby ciężkiej w dwóch dawkach: 0,1 i 0,2 mmol na 1 kg gleby. Porównawczo do takiej samej gleby wprowadzono roztwór mocznika oraz mocznika z dodatkiem DCD, znanego i bardzo często stosowanego syntetycznego inhibitora nitryfikacji w ilości 0,1 mmola na 1 kg gleby. W 7, 14, 21 i 28 dobie dokonano pomiarów zawartości mineralnych form azotu w formie amonowej (N-NH4) i azotanowej (N-NO3) w glebie.
W każdym terminie analiz (od 7 do 28 dnia od aplikacji) obydwie dawki 0,1 i 0,2 mmol inhibitora nitryfikacji JJ-AR-2 wykazywały taką samą skuteczność w zakresie stabilizacji jonów amonowych w glebie. Oznacza to, że dawka niższa była tak samo skuteczna jak dawka wyższa. W pierwszym terminie analiz, czyli w 7, 14 i 21 dniu po aplikacji, związek JJ-AR-2 miał taką samą skuteczność pod względem ograniczania przebiegu procesu nitryfikacji, jak DCD. Z kolei w terminie 28 dni od aplikacji, działanie standardowego inhibitora DCD było najsłabsze, a związek JJ-AR-2 wykazał lepsze niż DCD działanie pod względem ograniczenia przebiegu nitryfikacji, na co wskazują wyniki zawartości jonów amonowych w glebie.
Obiekt (mocznik + inhibitor nitryfikacji) Dawka inhibitora nitryfikacji w mmol/1 kg gleby Po 7 dniach Po 14 dniach Po 21 dniach Po 28 dniach
mg NNH4kg1 gleby mg NNOakg·’ gleby mg NNhkkg·1 gleby mg NNOskg1 gleby mg NNHi-kg-’ gleby mg NNOskg-1 gleby mg NNhk-kg·1 gleby mg NNOakg1 gleby
Kontrola sam mocznik 0 9,9 a 105,7 b 10,5 a 109,1 b 9,3 a 103,2 d 6.4 a 87,4 c
DCD* 0,1 37,4 bc 36,7 a 74,3 b 14,9 a 59,5 b 28,9 a 102.8b 58,3 b
DCD 0.2 41,0 bc 37,1 a 75,4 b 33,7 a 35,0 b 83,2 C 92,5 b 16,0 a
JJ-AR-2 0,1 50,6 c 37,6 a 98,5 c 21,1 a 159,9 c 38,7 ab 169,9 bc 42.0 b
JJ-AR-2 0,2 51,3 c 37,9 a 93,8 c 18,3 a 112,8c 26,7 a 204,7 c 27,7 a
PL 237 543 B1
P r z y k ł a d III
Związek JJ-AR-2 wprowadzono do nawozu saletrosiarczanu amonu w dawce 3, 10, 30 i 90 mmol na 1 kg nawozu. Nawóz wprowadzono do gleby w dwóch formach: granulowanej i zmielonej na proszek. Wykonano analizy zawartości mineralnych form azotu : N-NH4, N-NO2, N-NO3 w glebie w 7, 14, 21,28 i 35 dniu po wprowadzeniu do gleby nawozu z JJ-AR-2.
W przypadku badania zmielonego nawozu testowany związek JJ-AR-2 w okresie 14 dni od aplikacji wykazywał aktywność w zakresie stabilizowania jonów NH4+ w glebie. Co ważne, wszystkie testowane dawki związku JJ-AR-2 miały w tym zakresie zbliżone do siebie działanie.
Inną skuteczność stosowanych inhibitorów uzyskano w przypadku prowadzenia testów inkubacyjnych z granulowanym nawozem. Po wprowadzeniu do gleby granul nawozów, działanie związku JJAR-2 jako inhibitora nitryfikacji obserwowano nawet po 28 dniach od aplikacji. Należy zaznaczyć, że po 7 dniach o zastosowania nawozów granulowanych, działanie omawianego związku jako inhibitora nitryfikacji było tym silniejsze im wyższą dawkę JJ-AR-2 wprowadzono na powierzchnię granul. Tymczasem po 21 i 28 dniach dawki 30 i 90 mmol JJ-AR-2 w większym stopniu stabilizowały jon NH4+ w glebie niż dwie niższe dawki, to jest 3 i 10 mmol JJ-AR-2.
Po 21 i 28 dniach od wprowadzenia do gleby nawozu z dodatkiem JJ-AR-2 zmielonego i granulowanego odnotowano wyraźne zwiększenie zawartości NO2 (azotanów III) w glebie w stosunku do tła geochemicznego. Świadczy to o tym, że testowany związek w badanym okresie hamował również przebieg drugiego etapu nitryfikacji czyli utleniania NO2 do NO3.
Testowany związek JJ-AR-2 aplikowany w nawozie granulowanym wpłynął na zwiększenie stabilności azotu mineralnego w glebie, na co wskazuje wyższa sumaryczna zawartość N-mineralnego po stosowaniu prób nawozów z datkiem JJ-AR-2 niż nawozu bez żadnego dodatku. Efekt ten był skorelowany z zastosowaną dawką związku JJ-AR-2.
Na wykresach: Fig. 1 - Fig. 8 przedstawiono dynamikę zmian zawartości poszczególnych form azotu mineralnego w glebie w okresie 35 dni w zależności od aplikacji nawozu z dodatkiem związku JJAR-2 w ilości 3 mmol, 10 mmol, 30 mmol i 90 mmol, to jest odpowiednio: 0,14%, 0,45%, 1,35% i 4,05%.

Claims (8)

1. Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2, czyli 2-[6-[4-(2,3-dichlorofenylo)piperazyn-1-ylo]heksoksy]benzamidu jako inhibitora nitryfikacji do bezpośredniej aplikacji do gleby lub jako składnika nawozu.
2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że związek JJ-AR-2 aplikuje się bezpośrednio do gleby w stanie płynnym w ilości od 0,001 do 1000 mmoli na 1 kilogram gleby.
3. Zastosowanie według zastrz. 2, znamienne tym, że związek JJ-AR-2 aplikuje się bezpośrednio do gleby w ilości od 0,1 do 0,2 mmola na 1 kilogram gleby.
4. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że związek JJ-AR-2 miesza się z nawozem zawierającym wyłącznie zredukowane formy azotu, to jest formę amidowo-mocznikową (N-NH3) lub formę amonową (N-NH4), bądź przewagę jednej lub obu tych form azotu, bądź też równoważną ich zawartość w stosunku do formy utlenionej azotu.
5. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że związek JJ-AR-2 miesza się z nawozem w ilości od 0,01 do 1000 mmoli na 1 kilogram masy nawozu.
6. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że przed aplikacją do gleby lub zmieszaniem z nawozem związek JJ-AR-2 rozpuszcza się w roztworach kwasów mineralnych, zasad lub rozpuszczalnikach organicznych.
7. Zastosowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że przed aplikacją do gleby lub zmieszaniem z nawozem związek JJ-AR-2 rozpuszcza się w DMSO.
8. Zastosowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że przed aplikacją do gleby lub zmieszaniem z nawozem związek JJ-AR-2 rozpuszcza się w DMF.
PL431466A 2019-10-14 2019-10-14 Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 jako inhibitora nitryfikacji PL237543B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431466A PL237543B1 (pl) 2019-10-14 2019-10-14 Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 jako inhibitora nitryfikacji

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431466A PL237543B1 (pl) 2019-10-14 2019-10-14 Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 jako inhibitora nitryfikacji

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL431466A1 PL431466A1 (pl) 2020-05-18
PL237543B1 true PL237543B1 (pl) 2021-04-19

Family

ID=70725787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL431466A PL237543B1 (pl) 2019-10-14 2019-10-14 Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 jako inhibitora nitryfikacji

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL237543B1 (pl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119912036B (zh) * 2024-12-30 2025-11-18 湖北华宸生态环境有限公司 4-甲基-1-哌嗪乙胺作为硝化抑制剂的应用和抑制硝化的方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL431466A1 (pl) 2020-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Meng et al. Nitrification and urease inhibitors improve rice nitrogen uptake and prevent denitrification in alkaline paddy soil
Hua et al. Effect of nitrification inhibitor DMPP on nitrogen leaching, nitrifying organisms, and enzyme activities in a rice-oilseed rape cropping system
Shen et al. Mechanisms of nitrite accumulation occurring in soil nitrification
US8430942B2 (en) Composition for inhibiting urease and nitrification
Merino et al. Mitigation of N2O emissions from grassland by nitrification inhibitor and Actilith F2 applied with fertilizer and cattle slurry
Ning et al. Dicyandiamide has more inhibitory activities on nitrification than thiosulfate
Ni et al. Effects of novel nitrification and urease inhibitors (DCD/TZ and 2-NPT) on N2O emissions from surface applied urea: An incubation study
Merino et al. Nitrification and denitrification derived N2O production from a grassland soil under application of DCD and Actilith F2
BG100762A (bg) Комбинация от действащи вещества за потискане, съответно регулиране на нитрификацията
Chakraborty et al. Nitrification and urease inhibitors mitigate global warming potential and ammonia volatilization from urea in rice-wheat system in India: A field to lab experiment
US6336949B1 (en) Slow release urea fertilizer composition and a process for the preparation of the said composition
Oliveira et al. Use of dicyandiamide to reduce nitrogen loss and nitrous oxide emission during mechanically turned co-composting of swine slurry with sawdust
PL237543B1 (pl) Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-2 jako inhibitora nitryfikacji
DK167061B1 (da) Nitrifikationshaemmende middel
Bhatt et al. Effect of long-term inorganic and organic manure on physical and biological properties of soil in Uttarakhand-A review
Hashmi et al. Assessing the effectiveness of 3, 4-dimethylpyrazole phosphate (DMPP) inhibitor in mitigating N2O emissions from contrasting Cd-contaminated soils
PL237036B1 (pl) Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn PK-AM-25 jako inhibitora nitryfikacji
PL237037B1 (pl) Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-12 jako inhibitora nitryfikacji
PL237038B1 (pl) Zastosowanie długołańcuchowej pochodnej arylopiperazyn JJ-AR-13 jako inhibitora nitryfikacji
WO2001072665A1 (en) Formulation useful as a nitrification and urease inhibitor and a method of producing the same
WO2024172666A1 (en) Nitrification inhibitor
Borowik et al. Pressure exerted by zinc on the nitrification process
Ning et al. Effects of two nitrification inhibitors on transformations of nitrogen in soil
Xie et al. Concurrent transformation of lignosulfonate carbon and urea nitrogen in clay soil
DE10252382A1 (de) Verwendung von Tetraaminophosphoniumsalzen als Mittel zur Regulierung bzw. Hemmung der enzymatischen Harnstoff-Hydrolyse